SW Simulation线型静态分析——【有限元分析】
solidworks有限元分析
solidworks有限元分析您是否曾经对SOLIDWORKS Simulation感兴趣，但不知道从哪里开始？有了如此广泛的设计分析解决方案，对于那些刚接触SOLIDWORKS 产品套件的人来说，Simulation可能是一个令人生畏的产品。
在设计中，理解基本概念以产生可靠的数据很重要。
希望本文能帮您指明正确的方向，以成功完成您的第一个FEA项目。
传统的FEA软件复杂且难以使用，仅保留给最有经验的分析师。
SOLIDWORKS Simulation不仅简单直观”而且还可以轻松处理复杂的模拟。
本文将仔细介绍SOLIDWORKS Simulation有限元分析，以便您可以快速蝴各Simulatio n整合到您的产品开发工作流程中。
SOLIDWORKS Simulation是一个虚拟测试环境，可分析您的设计，评估其性能并制定改善产品质量的决策。
但是，它是如何实现的呢？在幕后,该软件采用了一种称为有限元分析（FEA ）的数值技术。
Low«FEA背后的概念是在1940年代初开发的，但是当该方法在台式计算机上实现时，该方法在1980年代和90年代变得更加主流。
如今，FEA 是一种功能强大的工具,已被许多行业的设计师广泛使用。
它实际上用于解决结构，振动和热问题,然后再解决实际问题。
这是您可能没有意识到的有趣事实。
SOUDWORKS CAD的每个座位都包含一个名为SimulationXpress的免费工具，可用于分析具有简单载荷和支撑的单个身体部位。
您可以通过导航到"工具"菜单，然后单击"Xpress产品"来激活。
7WE gkMa*aw<in«» g — *(pn«n»iOMlc为了获得额外的分析功能，SOLIDWORKS 提供了三个模拟软件包，旨 在满足不同用户的需求：Simulation Standard 用于零件和装配体的结构，运动和疲劳分析。
SolidWorksSimulation有限元分析
SolidWorksSimulation有限元分析一.Solidworks Simulation中有四种单元类型：一阶实体四面体单元，二阶实体四面体单元，一阶三角形壳单元，一阶三角形壳单元，二.模型分析的关键步骤：1.创建算例：对模型的每次分析都是一个算例。
一个模型可包含多个算例。
2.应用材料：向模型添加包含物理信息（如屈服强度）的材料。
3.添加约束：模拟真实的模型装夹方式，对模型添加夹具（约束）。
4.施加载荷：载荷反映了作用在模型上的力。
5.划分网格：模型被细分为有限个单元。
6.运行分析：求解计算模型中的位移，应变和应力。
7.分析结果：解释分析的结果。
三.夹具类型及属性：标准夹具：1.固定几何体2.滚柱/滑杆3.固定铰链高级外部力：1.对称2.圆围对称3.使用参考几何体4.在平面上5.在圆柱子面上6.在球面上四.怎样装入Simulation：选择工具---插件命令，在弹出的插件对话框中的SolidworksPremium Add-ins插件栏中勾选Solidworks Simulation，并单击确定。
则会在命令管理器中显示Simulation管理器。
在插件对话框中还有Solidworks插件和其它插件两栏的命令可供选择。
五. Simulation（有限元分析）的操作步骤：打开一模型，单击Simulatio标签栏，1.单击新算例，在算例对话框中输入算例的名称（如深梁），并在类型中选择一种，点击确定；2.然后在模型树中选择名称（如深梁），单击应用材料命令，在弹出的材料对话框中选择一种材料，单击确定，对模型赋予材料；3.单击夹具顾问命令，在弹出的Simulation顾问对话框中单击添加夹具命令，在弹出的夹具对话框中的类型栏中的标准栏中单击固定几何体按钮，在符号设定下的符号大小中输入300，再选择一个面，也可以在高级栏中选择相应的命令，单击确定；4.再单击外部载荷顾问下拉列表中的压力命令，在弹出的压力对话框中类型栏中的类型中选择一个面，一般选择垂直于所选面选项，在压强值栏中选择压强的单位和压强值的大小，完成后单击确定；5.再单击运行下拉列表下的生成网格命令，在弹出的网格对话框中设置好后，单击确定；再单击运行按钮，系统自动运算完成，可以查看生成的几个结果。
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程PPT教案
划分网格—基于曲率的网格
Simulation2009新功能，可以合理分配网格资源
在高曲率区域中生成更多网格，在低曲率区 域中生成较少网格。
第1章 分析流程
第1章 学习目标
全面了解 Simulation界面 用实体网格运行一个线性静态分析-静态
• 几何外形 • 材料属性 • 载荷 • 约束 了解网格密度对位移和应力结果的影响 采用不同方法显示有限元计算结果 管理结果文件 获取有用的帮助
SolidWorks Simulation界面
一般来讲，FEA软件通常有以下三个步 骤:
预处理 分析的类型（例如，静态，热，频率），材料的性能， 载荷和约束被定义（建立数学模型），并且模型被分为有限的 单元（建立有限元模型）。
求解 用来计算所需的结果（求解有限元模型）。 后处理 用来对结果进行分析（分析结果）。
SolidWorks Simulation 步骤
单元– 网格中所存在的三角 形(四面体)或四边形(六面体) 等
结点- 不同单元所联接在一起 的点，结点是求解未知量(通 常是位移)所需的点
Simulation中的单元类型
Simulation中 三维单元有：一阶实体四面体单元和二阶实体四面体单元； 二维单元有：一阶三角形壳单元和二阶三角形壳单元； 一维单元有：梁单元
Simulation中的单元类型
实体单元示例
将零件划分成小的四面体单元，并计算每一 个单元上的变形，从而解出整个零件的变形 。
Simulation中的单元类型
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程SolidWorks Simulation是一种用于进行有限元分析的软件工具，它可以帮助工程师们在设计阶段，预测和模拟产品性能。
这样可以帮助他们提前发现和解决可能存在的问题，更加准确地评估产品的稳定性和可靠性。
在进行SolidWorks Simulation有限元分析之前，首先需要创建CAD模型。
然后，可以使用SolidWorks Simulation中的各种分析工具来模拟和测试产品的行为。
有限元分析是一种通过将复杂的结构分解成许多小的有限元来近似解决方程的方法。
这些有限元是通过将结构分割成离散的区域来建立的，每个区域都可以用简单的数学模型来表示。
然后，通过求解这些模型，可以预测产品在不同载荷下的响应和变形。
在进行分析之前，首先需要定义边界条件和载荷。
边界条件包括固定支撑点、连接约束等；载荷包括力、压力、温度等。
这些条件和载荷的定义将直接影响分析结果。
完成边界条件和载荷的定义后，可以对模型进行网格划分。
网格划分的目的是将有限元分析中所需的离散节点与连续物体的实际形状和尺寸相匹配。
划分网格后，可以通过求解有限元方程组来得到产品在给定条件下的响应和变形。
除了分析结果之外，SolidWorks Simulation还可以提供其他有用的信息，如应力分布、位移图、动画等。
这些信息可以帮助工程师们更好地理解产品的行为，并做出正确的决策。
1. SolidWorks Simulation的基本概念和界面介绍。
包括如何打开SolidWorks Simulation，如何导入CAD模型，如何创建分析模型等。
2.分析前的准备工作。
包括如何定义边界条件和载荷，如何选择适当的分析类型，如何进行网格划分等。
3.分析过程的设置和求解。
包括如何设置参数，如何进行求解，如何查看分析结果等。
4.分析结果的解读和分析。
包括如何分析应力分布、位移图、动画等结果，如何识别问题和改进设计。
solidworks有限元分析 (2)
Solidworks有限元分析介绍Solidworks有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种用于模拟和分析物体结构行为的方法。
它可以帮助工程师们更好地了解产品的性能、强度和耐久性，从而优化设计并减少开发成本。
本文将介绍Solidworks有限元分析的基本概念、步骤和应用场景，并提供一些实际案例来说明其实际应用。
有限元分析的基本概念有限元分析是一种将复杂结构离散化为多个小元素（也称为有限元）的方法，然后对每个小元素进行计算并将其整合到整个结构中的解析技术。
它基于物体受力平衡原理和材料力学行为，利用数值方法求解一系列线性或非线性方程，从而得出结构的应力、变形和振动等特性。
在Solidworks中，用户可以通过插件或内置功能进行有限元分析。
用户需要先导入或创建结构的CAD模型，然后将其转换为有限元模型。
然后，用户可以定义加载条件、约束条件和材料属性等，进行分析并获取结果。
有限元分析的步骤有限元分析通常需要以下步骤：1.导入或创建CAD模型：用户可以通过Solidworks的CAD工具导入现有模型，或使用其设计功能创建新的模型。
2.网格划分：将结构离散化为多个小元素，通常是三角形或四边形的网格。
Solidworks可以自动进行网格划分，也可以手动调整网格密度。
3.定义边界条件：用户需要定义加载条件和约束条件。
加载条件可以是力、压力、温度等，约束条件可以是固定支撑、固定位移等。
4.定义材料属性：用户需要指定每个小元素的材料属性，如杨氏模量、泊松比等。
Solidworks提供了常见材料的数据库，用户可以选择合适的材料。
5.运行分析：用户可以定义分析类型和求解器选项，然后运行有限元分析。
Solidworks会根据用户的设置计算结构的应力、变形和振动等特性。
6.结果分析：分析完成后，用户可以通过Solidworks提供的结果查看工具，如色标图、图表和动画等来分析结果。
用户可以根据结果进行优化设计或验证设计的准确性。
solidworks有限元分析使用方法
solidworks有限元分析使用方法solidworks有限元分析应用于机械、汽车、家电、电子产品、家具、建筑、医学骨科等产品设计及研发。
其作用是：确保产品设计的安全合理性，同时采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本; 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题; 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费; 是产品设计研发的核心技术。
看板网根据超过十年的项目经验和培训经验，提醒各位朋友，有限元分析，不同于绘图。
以下是看板网总结的solidworks有限元分析使用方法，希望对大家有用。
一、软件形式：（一）solidworks的内置形式：SimulationXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。
（二）SolidWorks的插件形式：SimulationWorksDesigner——对零件或装配体的静态分析。
SimulationWorksProfessional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。
SimulationWorksAdvancedProfessional——在SimulationWorksProfessional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。
（三）单独发行形式：Simulation DesignSTAR——功能与SimulationWorks Advanced Professional相同。
二、使用FEA的一般步骤：FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具，但不是唯一的数值分析工具！其它的数值分析工具还有：有限差分法、边界元法、有限体积法等等。
（一）建立数学模型有时，需要修改CAD几何模型以满足网格划分的需要，（即从CAD几何体→FEA几何体），共有下列三法：1、特征消隐：指合并和消除在分析中认为不重要的几何特征，如外圆角、圆边、标志等。
2、理想化：理想化是更具有积极意义的工作，如将一个薄壁模型用一个平面来代理（注：如果选中了“使用中面的壳网格”做为“网格类型”，SimulationWorks 会自动地创建曲面几何体）。
solidworks有限元分析
学习有限元的初衷。
1.写一篇论文；2.临时项目；3.编写招标文件；4.协助新产品的开发和设计。
5、对产品失效机理进行分析，并提出改进建议。
6.有兴趣成为一名CAE大师。
弹性假说。
1.假设对象是连续的。
2.假设物体是完全弹性的。
3.假设对象是均匀的。
4.假设对象是各向同性的。
5.假定变形和应变较小。
注：有限元计算只需满足1和3，使用范围更广。
离散化。
实际几何图形由一组有限元离散，每个有限元表示实际结构的一个离散部分。
这些单元通过公共节点连接。
线性静力学分析。
方程是[K]{U}={F}。
线性静力分析需要考虑以下假设：刚度系数矩阵[K]必须是常数。
假定材料为线弹性，采用小变形理论，{f}为静载荷，不考虑时变载荷和惯性(如质量、阻尼等)的影响。
机组类型。
1.一维杆梁问题。
1个桁架单元。
双梁制单元。
2.板壳单元。
3.三维实体单元。
注：壳单元需要定义厚度，梁单元需要定义截面和方向。
栅格测量。
栅格数：1、网格越多，计算资源(内存、CPU时间、硬盘等)越多。
都是需要的。
2.网格越多，计算越精确。
局部网格加密可以提高物理量剧烈变化区域的计算精度，但在一些不敏感区域增加网格密度并不能显著提高计算精度，反而会增加计算量。
因此，在网格划分过程中，要有目的地提高局部网格密度，而不是对整个区域进行加密。
同时，需要进行网格独立性验证。
3.影响计算收敛的因素不是网格数量，而是网格质量。
solidworks有限元分析
对于设计而言，有限元分析是使设计人员提前评估设计合理性，极大降低设计成本的一种非常必要的手段，那么SOLIDWORK有限元分析该怎么做？操作过程很简单，分为五个步骤，如下所示：第一步是添加模型材料。
其次，添加模型约束；第三步是网格化；第四步是分析；第五步是查看和分析结果；具体操作过程请参考以下步骤工具/原材料电脑SOLIDWORK（需要安装带有仿真的有限元分析插件）方法/步骤之一SOLIDWORK新实体模型SOLIDWORK有限元分析案例二打开工具-插件-检查SOLIDWORK SimulationSOLIDWORK有限元分析案例SOLIDWORK有限元分析案例模拟插件出现在水平导航栏中SOLIDWORK有限元分析案例单击左上角的“新示例”以创建一个新的有限元分析示例。
分析类型很多。
在这里，选择最常用的“静态应力分析”并单击确认SOLIDWORK有限元分析案例在第一步中，单击“应用程序材料”以添加模型材料。
每种材料的性能参数不同，承载力也不同。
因此，添加材料可以使应力分析有意义。
添加材料“不锈钢304”SOLIDWORK有限元分析案例步骤2：单击“夹具顾问”下拉菜单，选择“固定几何”，添加模型约束，选择零件的下表面作为固定表面，然后确认。
SOLIDWORK有限元分析案例SOLIDWORK有限元分析案例第三步是网格化零件。
单击“运行此示例”-生成网格以调整分割粗糙度（计算机配置良好，可调整高点）-生产网格SOLIDWORK有限元分析案例SOLIDWORK有限元分析案例SOLIDWORK有限元分析案例步骤4：添加载荷，单击“外部载荷”-力，选择上表面作为载荷表面，修改载荷值，并确认SOLIDWORK有限元分析案例SOLIDWORK有限元分析案例第五步是运行示例并生成分析结果1.在应力分析中，变形以夸张的形式表示，实际零件是安全的。
不锈钢的屈服应力为2.068e + 008n / m ^ 2，红色部分为3.581e + 005n / m ^ 2，远低于可以承受的屈服应力。
基于SolidWorksSimulation的有限元分析方法
基于SolidWorksSimulation的有限元分析方法SolidWorks Simulation是一种基于有限元分析（FEA）方法的软件，用于进行结构、流体和热传递分析。
该软件提供了一种直观且易于使用的方法，使工程师能够对产品在各种工作条件下的性能进行有效评估。
通过使用SolidWorks Simulation，工程师可以预测产品在真实环境中的行为，并进行系统优化，从而减少实际试验所需的时间和成本。
有限元分析是一种数值模拟技术，用于求解连续介质中的力学问题。
它将复杂的结构分解为多个单元，每个单元都有简化的几何和物理特性。
然后，通过求解每个单元内部的方程，可以得到整个结构的响应。
SolidWorks Simulation使用这种方法来解决各种工程问题，包括结构强度、热传导、振动和流体流动等。
对于结构分析，SolidWorks Simulation可以帮助工程师评估产品的强度、刚度和变形。
它可以模拟应力和应变分布，并显示在模型的各个部分。
通过调整材料属性和几何参数，可以优化产品的设计，以提高其性能并满足设计要求。
此外，SolidWorks Simulation还提供了疲劳分析工具，可以用于评估结构在长期使用后的寿命。
在流体力学方面，SolidWorks Simulation可以模拟空气和液体的流动以及传热过程。
工程师可以分析流体力学特性，如速度、压力、流量和涡旋等，并通过改变几何形状和边界条件来优化产品的设计。
此外，SolidWorks Simulation还可以模拟辐射传热、对流传热和传导传热等热传递过程。
使用SolidWorks Simulation可以帮助工程师提前发现设计中的问题，并减少试验和原型制作所需的成本和时间。
它还可以帮助工程师进行系统优化，以满足性能要求并提高产品的质量和可靠性。
SolidWorks Simulation提供了直观的用户界面和强大的后处理工具，使工程师能够更好地理解和解释分析结果。
simulation有限元分析概述与分析流程介绍
SolidWorks Simulation概述
SolidWorks Simulaton 是一款基于有限元（即FEA数值）技术的设计分析软件，是SRAC开发的工 程分析软件产品之一。具体功能如下： ① 静力学分析--算例零件在只受静力情况下，零组件的应力、应变分布。 ② 固有频率和模态分析--确定零件或装配体的造型与其固有频率的关系，分析结构件在工 作频率下，是否会产生共振,帮助设计合适的零件避开激振频率。 ③ 热应力分析--在存在温度梯度情况下，零件的热应力分布情况，以及算例热量在零件和 装配体中的传播。 ④ 失稳分析--当压应力没有超过材料的屈服强度时，薄壁结构件发生的失稳情况。 ⑤ 疲劳分析--预测疲劳对产品全生命周期的影响，确定可能发生疲劳破坏的区域。 ⑥ 非线性分析--用于分析橡胶类或者塑料类的零件或装配体的行为，还用于分析金属结构 在达到屈服强度后的力学行为。也可用于考虑大扭转和大变形，如：突然失稳。 ⑦ 间隙/接触分析--在特定载荷下，两个或更多运动零件相互作用。例如在传动链或其他机 械系统中接触间隙未知的情况下分析应力和载荷传递。 ⑧ 优化--在保持满足其他性能判据（如应力失效）的前提下，自动定义最小体积设计。
第9章 混合网格——壳体和实体
第10章 混合网格——实体、梁和壳 第11章 设计情形 第12章 热应力分析 第13章 自适应网格 第14章 大位移分析
主要内容
SolidWorks Simulation概述 什么是有限元分析（FEA） 有限元分析术语 有限元分析步骤 Simulation静态分析的使用限制 Simulation实例演示
Simulation 发展历程
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 2/15/2019 | 参考： 3DS_Document_2012
SolidWorks Simulation 培训——线性静态分析
什么是有限元
• 广义的有限元分析：在运用有限元分析软件，对实际产品进行相应 的力学分析基础之上，通过产品实验的结合，并对实验数据及仿真 数据的归纳总结，得到企业产品的一系列性能数据。
• 对工程师的要求：专业的分析工程师，拥有深厚的力学专业功底和 实验数据处理能力
• 给企业带来的效益：创新，技术自主，企业知识库 • 企业遇到的问题：时间周期过长
部分行业实际案例
线性动力学分析案例：钱江电器抗震分析
钱江电器于2013年初向智利出口某型号变压器，由于智利方需要 一份依据IEEE Std 693-2005国际标准的有限元抗震分析报告，因此钱江 电器请求我们华睿提供技术支持，在指定时间内成功完成分析并提交 报告，促成钱江电器完成订单。
高压管套 变压器器身
案例：1992年，法国在进行210次核试验之后，宣布其核武器更新将依 靠数值仿真计划来实现，该项目15年总投资210亿欧元，这标志着发达 国家在复杂武器工程分析方面已经进入了大规模并行计算时代。
油箱
散热器 底座
底座
橡胶件非线性静态分析案例：皮尔轴承橡胶密封
上海皮尔轴承有限公司隶属于美国皮尔轴承公司的全资子公司，于
2008年被全球轴承业巨头SKF收购。
2013年中旬和我们合作，解决橡胶件件密封及磨损相关问题解决
方案。
轴
承
防
尘
盖
装
配
分
析 数
实验
据
全
局
规
仿真
划
温度 磨损量 摩擦力 接触压强 变形过程
不锈钢的化学性能：不容易在高温发生化学反应 手柄温度安全
锅底受热不均
什么是有限元
铜的化学性能：容易在高温发生化学反应 手柄温度过高
正确认识SolidWorks Simulation有限元分析
正确认识SolidWorks Simulation有限元分析
在跟客户的多年沟通中,很多设计工程师对于有限元分析的认识还是比较少,大体情况是知道有限元分析是做什么的，知道能做静态分析,疲劳分析、频率分析、震动分析、非线性分析等等。
但是部分工程师认为有限元分析后直接就能自动把问题处理掉。
这篇文章的目的是通过一个案例将有限元分析的思路和流程给大家解释一下。
首先有限元分析结果它是个近似值，不是准确值（因为理论计算的原因）。
它的作用是通过设计阶段的分析发现潜在问题，从而减少样机的生产，注意是减少不是不用生产样机。
其次有限元分析是验证功能，它只能验证你的方案是否有潜在问题，而不能自动一步处理。
所以一般是两种方法：1，前期设计多种模型方案，对其一一进行有限元分析，从而找到最佳的方案；2，分析当前的设计，发现问题后修改方案，从而获得最终的结果。
请看如下案例介绍《设计方案决策与优化——如何设计合理的承载框架》
哪种设计方案更稳固? 稳固多少？
哪种设计方案最好? （相同的材料(低碳钢), 相同数目的钢材, 相同数目的焊点）
30°45°60°
通过验证发现同样受力情况下，支撑筋60度稳固性最好。
同样，确定60度的支撑筋之后在保证安全系数大于2的情况下，选什么材料、尺寸、成本才最佳呢？
按照同样的思路将各方案再次运行计算后，可以获得如下结果：
通过如上案例讲解，相信大家对有限元分析的思路有了大致的了解。
具体的SolidWorks Simulation软件操作方法大家可以联系南京东岱获取相关知识。
solidworks有限元分析
SolidWorks有限元分析引言SolidWorks是一款常用的计算机辅助设计（CAD）软件，它提供了丰富的工具和功能来进行产品设计和分析。
其中的有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）功能为工程师提供了一种模拟和分析产品性能的方法。
本文将介绍SolidWorks的有限元分析功能，并详细探讨其应用和优势。
什么是有限元分析（FEA）？有限元分析是一种数值方法，用于解决复杂的物理问题。
它将复杂结构分割成小的、简单形状的区域（有限元），然后通过对这些小区域进行数值计算来近似求解整个结构的行为。
有限元分析在工程设计和科学研究中被广泛应用。
它可以预测结构在受力情况下的变形、应力和振动等物理特性。
通过有限元分析，工程师可以在设计阶段快速评估产品的性能，并优化其结构，以满足设计要求。
SolidWorks有限元分析功能的特点SolidWorks的有限元分析功能是其强大工程设计工具的重要组成部分。
以下是SolidWorks有限元分析功能的一些特点：集成性SolidWorks提供了与自身设计环境完全集成的有限元分析工具。
这意味着用户可以在SolidWorks界面中直接进行有限元分析，无需另外安装其他软件或切换到其他界面。
直观的前处理SolidWorks的有限元分析功能提供了直观的前处理工具，使用户能够快速定义材料属性、约束和加载条件。
通过简单的拖放和点击操作，用户可以定义结构的几何形状、材料属性和物理限制。
自动网格生成在有限元分析中，网格是将结构分割成小区域的关键步骤。
SolidWorks的有限元分析功能可以自动生成高质量的网格。
用户只需设置一些基本参数，SolidWorks就能自动生成适用于分析的网格。
多种分析类型SolidWorks的有限元分析功能支持多种分析类型，包括静态、动态、热分析等。
用户可以根据实际需求选择合适的分析类型进行模拟。
结果可视化有限元分析的结果可以通过可视化的方式呈现，包括应力分布、位移和振动模态等。
第6章--Simulation有限元分析精选全文
可编辑修改精选全文完整版目录第六章 Simulation有限元分析 (2)6.1 Simulation基础知识 (2)6.1.1 有限元法概述 (2)6.1.2 Simulation概述 (2)6.1.3 Simulation使用指导 (4)6.1.4 Simulation有限元分析的一般步骤 (8)6.2 SimulationXPress应力分析 (10)6.3 Simulation结构有限元分析 (16)6.3.1 轴静态分析 (16)6.3.2 夹钳装配体静态分析 (36)6.4 Simulation优化分析 (50)6.4.1 优化设计概述 (50)6.4.2 优化设计基础知识 (51)6.4.3 轴的优化分析 (51)6.5 小结 (59)第六章 Simulation有限元分析在制造业中，为了缩短产品设计周期，提高产品质量，广泛采用计算机辅助工程（Computer Aided Engineering,CAE），机械设计已逐渐实现了由静态、线性分析向动态、非线性分析的过渡，由经验类比向最优设计的过渡。
CAE在产品开发研制中显示出了无与伦比的优越性，使其成为现代企业在日趋激烈的竞争中取胜的一个重要条件，因而越来越受到科技界和工程界的重视。
在CAE技术中，有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是应用最为广泛、最为成功的一种数值分析方法。
SolidWorks Simulation即是一款基于有限元（即FEA数值）技术的分析软件，通过与SolidWorks的无缝集成，在工程实践中发挥了愈来愈大的作用。
6.1 Simulation基础知识6.1.1 有限元法概述有限元法（Finite Element Method，FEM）是随着计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法，是一种求解关于场问题的一系列偏微分方程的数值方法。
有限元分析的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
SOLIDWORKSSimulation功能中有限元分析的介绍与学习
SOLIDWORKS Simulation功能中有限元分析的介绍与学习SOLIDWORKS Simulation 功能在设计时快速轻松地使用高级仿真技术来优化性能南京东岱软件有限公司的产品中具有易于使用的 CAD 嵌入式分析功能的 SOLIDWORKS Simulation 软件工具和解决方案，使所有设计师和工程师能够模拟和分析设计性能。
在设计时，可以快速轻松地利用高级仿真技术来优化性能，以减少对成本高昂的样机的需求、消除返工和延迟，以及节省时间和开发成本。
下面就以有限元分析这一功能为例来介绍其强大的功能及易于操作的优点。
有限元分析 (FEA) 概述SOLIDWORKS Simulation 使用有限元方法的位移公式在内部和外部载荷下计算零部件的位移、应变和应力。
通过使用四面体单元 (3D)、三角形单元 (2D) 和横梁单元来离散被分析的几何体，并通过直接稀疏求解器或迭代求解器对其进行解算。
SOLIDWORKS Simulation 还提供了针对平面应力、平面应变、拉伸和轴对称选项的 2D 简化假设。
有限元的分析功能的优点及功能使用快速求解、与 CAD 集成的 SOLIDWORKS Simulation 可助您有效优化和验证每个设计步骤，从而确保较高的质量、性能和安全性。
南京东岱软件SOLIDWORKS Simulation 解决方案和功能与 SOLIDWORKS CAD 紧密集成，可供您在设计过程中方便使用——这将减少对成本高昂的样机的需求，消除返工和延迟，同时节省时间和开发成本。
对于壳体网格划分，SOLIDWORKS Simulation 提供了一个称作Shell Manager 的效率工具来管理零件或装配体文档的多壳体定义。
它将工作流程改进为根据类型、厚度或材料来组织壳体，并允许更好地可视化和验证壳体属性。
通过与 SOLIDWORKS 3D CAD 集成，使用 SOLIDWORKS Simulation 的有限元分析可在网格划分过程中获知准确的几何体。
solidworks有限元分析
solidworks有限元分析有限元分析是solidworks软件中非常强大的一个功能，如果要使用好这个功能必须结合自身的很多知识才能运用好，有限元分析不同于绘图，它需要有材料力学、理论力学、高等数学的基础，下面就给大家简单介绍进行有限元分析的方法和步骤。
solidworks有限元分析solidworks有限元分析应用于机械、汽车、家电、电子产品、家具、建筑、医学骨科等产品设计及研发。
其作用是：确保产品设计的安全合理性，同时采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本; 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题; 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费; 是产品设计研发的核心技术。
看板网根据超过十年的项目经验和培训经验，提醒各位朋友，有限元分析，不同于绘图。
以下是看板网总结的solidworks有限元分析使用方法，希望对大家有用。
一、软件形式：（一）solidworks的内置形式：SimulationXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。
（二）SolidWorks的插件形式：SimulationWorks Designer——对零件或装配体的静态分析。
SimulationWorksProfessional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。
SimulationWorks AdvancedProfessional——在SimulationWorksProfessional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。
（三）单独发行形式：Simulation DesignSTAR——功能与SimulationWorks Advanced Professional相同。
二、使用FEA的一般步骤：FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具，但不是唯一的数值分析工具！其它的数值分析工具还有：有限差分法、边界元法、有限体积法等等。
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油箱
散热器 底座
底座
橡胶件非线性静态分析案例：皮尔轴承橡胶密封
上海皮尔轴承有限公司隶属于美国皮尔轴承公司的全资子公司，于
2008年被全球轴承业巨头SKF收购。
2013年中旬和我们合作，解决橡胶件件密封及磨损相关问题解决
方案。
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析 数
实验
据
全
局
规
仿真
划
温度 磨损量 摩擦力 接触压强 变形过程
改进
改 进 后 插 入 过 程 截 图
其他案例
2013年底，和华东勘测设计研究院合作，解决大型电站门架静态分析问题。 2013年全年，和杭州汽轮机厂合作，共同研究讨论关于企业产品的实际分 析应用问题。 2013年全年，指导三花集团工程师有限元分析并在企业推广有限元分析。 ………
行业解决案例——海宁正扬轴承
1997年9月，钱学森院士写道：“随着力学计算能力的提高，用 力学理论解决设计问题成为主要途径，而试验手段成为次要的。”
仿真是指对科学现象、工程/产品的功能、性能和运行行为实施计算机 模拟的方法体系，尤其对： 1.难以货耗资昂贵的科学现象的物理实验，如核聚变； 2.重大工程/复杂产品的功能、性能和极端行为的模拟仿真、科学本质的显 现，如溃坝、车辆碰撞、飞机坠毁等； 3.难以通过肉眼和实验设备检测的实验现象，如流动现象等。
不锈钢的底面，铝的表面，铜夹层！
什么是有限元
什么是有限元
狭义的有限元分析：运用有限元分析软件，对实际产品进行相应的力学分析。 对工程师的要求：需要能够操作软件，并且有一定的力学功底。 给企业带来的效益：短期内能够培养出针对自己产品进行分析验证的分析工 程师。 后期遇到的问题：分析出来的结果无法获得相应的价值，如实验验证、优化 产品结构等等。
外圈实际装配压缩量
外圈受热膨胀量
内圈受热膨胀量
游
隙
设
计
滚珠受热膨胀量
游隙实际设计量
轴承静态
接触压力完全满足赫兹接触理论的形态要求
轴承静态
固
有
第7阶 121.5HZ
第10阶 1480HZ
第14阶 1931HZ
频
率
第21阶 2647HZ
第25阶 3457HZ
第44阶 4615HZ
轴 承 散 热
橡 胶 密 封
橡 胶 密 封
实验，多少世纪以来都是科学研究的主要手段，甚至 在很多环境下是唯一手段！
传统产品设计流程
概念设计
详细设计
反复多次
原型样机
试验校验
产品
三验： 1、经验 2、试验 3、后验
三依赖： 1、依赖人 2、依赖时间 3、依赖运气
需解决的问题： 1、减少依赖 2、知其然 3、技术自主
SolidWorks Simulation 培训 ——线性静态分析
教程使用说明
➢前提条件：机械设计经验 ➢教程编写原则：基于过程或任务的方法而设计的
培训教程，并不是专注于介绍单项特征和软件功 能 ➢本书使用方法：希望读者在有Simulation使用经 验的教师指导下，在培训课中进行学习
Solidworks Simulation课程安排
部分行业实际案例
线性动力学分析案例：钱江电器抗震分析
钱江电器于2013年初向智利出口某型号变压器，由于智利方需要 一份依据IEEE Std 693-2005国际标准的有限元抗震分析报告，因此钱江 电器请求我们华睿提供技术支持，在指定时间内成功完成分析并提交 报告，促成钱江电器完成订单。
高压管套 变压器器身
2013年7月，我们和海宁正扬轴承正式合作，双方约定利用半年时间，以 Solidworks和Simulation为交流平台，全方位提升企业工程师的研发能力，促进企业 创新。实施主要内容包含以下方面： 1.针对轴承的三维建模能力、有限元分析技能的培训； 2.帮助企业建立一套标准的有限元分析流程，包括：游隙问题，散热问题，固有频 率，静强度问题，密封问题这五大轴承基本问题以及在此基础上的优化案例问题； 3.共同研究关于疲劳问题的解决方案，我方提供有限元分析技术支持，正扬提供相 应的实验数据。
但是，实验在科学研究中的地位正受到另一种研究手段的强有力 冲击！
基于设计仿真一体化的设计流程
概念设计 详细设计 虚拟样机 CAE分析 原型样机
1. 性能分析设计 2. 寻找产品缺陷 3. 缩短研发周期 4. 降低产品成本
试验校验
5. 建立自主技术
产品
什么是仿真
人类需要借助各种工具来增强、延伸和扩大自己认识世界的能力， 仿真正是用高科技手段构造出一种人工环境，帮助工程师和科学家创 造一个时域和空域可变的虚拟世界，使人们能够在这个世界里无所不 能。
材料参数反推
磨损预测
预测密封效果并 进行趋势对比
塑料件非线性静态分析案例：宁波天安塑料卡扣
宁波天安是同行业中国排名前5的国家级大型企业，该公司竞标一福 特车用塑料卡扣。福特原始卡扣由于设计存在问题，经常出现断裂问题， 天安集团于2014年初与我们合作，希望我们能够找出原始设计缺陷。
装配过程中接触压力过大，塑料 件表面被划伤！
什么是有限元
• 广义的有限元分析：在运用有限元分析软件，对实际产品进行相应 的力学分析基础之上，通过产品实验的结合，并对实验数据及仿真 数据的归纳总结，得到企业产品的一系列性能数据。
• 对工程师的要求：专业的分析工程师，拥有深厚的力学专业功底和 实验数据处理能力
• 给企业带来的效益：创新，技术自主，企业知识库 • 企业遇到的问题：时间周期过长
锅底受热不均
什么是有限元
铜的化学性能：容易在高温发生化学反应 手柄温度过高
锅底受热均匀
什么是有限元
铝的化学性能：容易在高温发生化学反应 手柄温度过高
锅底受热均匀
什么是有限元
材料
不锈钢
铜
锅底温度分布是否均匀
否
是
食物是否安全 是否方便清洁 能否手持把手
是
否
是
否
是
否
铝
？？？
是
是
是
是是Biblioteka 是否是什么是有限元
课程 前言 第 01 课 第 02 课 第 03 课 第 04 课 第 05 课 第 06 课 第 07 课 第 08 课
内容 有限元基础知识 分析流程 网格控制、应力集中、边界条件 带接触的装配体分析 对称和自平衡装配体 兼容/不兼容网格 薄件分析 混合网格——壳体和实体 自适应网格技术
什么是有限元
什么是有限元
最大变形量/mm 支架安全因子 螺栓安全因子
方案1 0.25 3.23 2.99
方案2 0.27 2.7 1.83
方案3 0.19 3.62 1.69
方案4 0.13 5.64 3.73
?
什么是有限元
哪种材料的设计方 案最适合烹调?
材料：不锈钢 材料：铜
材料：铝
什么是有限元
不锈钢的化学性能：不容易在高温发生化学反应 手柄温度安全